場(chǎng)地地震反應(yīng)及數(shù)值方法的比較研究.pdf

1、本文以水平土層和盆地作為分析對(duì)象,分別采用水平土層等效線性化波動(dòng)解法和有限元法,對(duì)在不同地震波作用下水平土層的地震反應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行了計(jì)算分析,并對(duì)二種分析方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了定量的比較研究.在此基礎(chǔ)上,采用有限元方法對(duì)填充低速沉積物盆地進(jìn)行了非線性地震反應(yīng)分析,探討了盆地沿地表面的地震反應(yīng)分布特性等.通過(guò)本文的計(jì)算與分析,得到了以下初步結(jié)論:(1)文中以一實(shí)際工程場(chǎng)地為背景,采用等效線性化波動(dòng)解法,對(duì)在El-Centro波、Petrolia

2、波、Taft波、Topanga波、Treas波和Yerba波等六種地震波作用下,土層場(chǎng)地的地震反應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行了計(jì)算分析.結(jié)果表明,在上述六種不同類型地震波(取相同峰值)作用下土層場(chǎng)地的地震反應(yīng)有明顯差異,其中在Petrolia波作用下的土層反應(yīng)最大,在Topanga波作用下的土層反應(yīng)最小,前者的地表面加速度反應(yīng)峰值為后者的1.6倍;(2)基于等效線性化法,文中探討了塑性指數(shù)等參數(shù)對(duì)層土場(chǎng)地地震反應(yīng)的影響.結(jié)果表明,隨著塑性指數(shù)值的增大,地

3、表面加速度反應(yīng)峰值以近似線性的方式增大.在文中所分析的六個(gè)塑性指數(shù)值(PI=0,10,15,17,20和25)中,PI=25時(shí)的地表面加速度反應(yīng)峰值約為PI=0時(shí)地表面加速度反應(yīng)峰值的1.9倍;(3)以一單一均勻土層和一實(shí)際場(chǎng)地為例,文中分別采用有限元法和水平土層等效線性化波動(dòng)法對(duì)層土場(chǎng)地進(jìn)行了地震反應(yīng)計(jì)算.通過(guò)比較這兩種計(jì)算方法間的數(shù)值差異表明,采用等效線性化波動(dòng)法求得的土層表面加速度峰值小于有限元法結(jié)果,差異值的大小與輸入地震波波形

4、和場(chǎng)地條件相關(guān),在本文的算例中,兩種方法計(jì)算結(jié)果間的最大差異達(dá)18.6﹪;(4)盆地的松散沉積物對(duì)地震波有明顯的放大作用,并在盆地的中部區(qū)域達(dá)到最大;盆地中部區(qū)域的地震反應(yīng)結(jié)果與水平分層模型相應(yīng)結(jié)果比較接近,在本文的計(jì)算模型中,二者的結(jié)果差異小于1﹪.(5)低速沉積物介質(zhì)的非線性對(duì)盆地的地震反應(yīng)有明顯的影響,在El-Centro波作用下,盆地表面的非線性位移反應(yīng)較線性情形有明顯增大,在本文的算例中,盆地表面的非線性位移反應(yīng)的最大值較線性